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VERTREAT污水處理工藝幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)
來(lái)源:本站 作者:匿名 發(fā)布:2010/6/28 修改:2021/10/14
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摘要: 本文著重介紹了加拿大諾曼(NORAM)公司在污水處理方面的一項(xiàng)專利技術(shù)--VERTREAT污水處理工藝及其同傳統(tǒng)污水處理工藝相比的幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì),該工藝?yán)脻撝糜诘叵碌呢Q向反應(yīng)器對(duì)城市污水或工業(yè)廢水進(jìn)行超深水好氧生物處理,從普通深井曝氣工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步的革新和優(yōu)化改造,使反應(yīng)池體積更小、氧的利用率更高。同傳統(tǒng)污水處理工藝相比,具有運(yùn)行費(fèi)用低、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、較小的占地面積、對(duì)環(huán)境的影響小等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵字:VERTREAT污水處理工藝 污水處理 氧轉(zhuǎn)移率 異味控制
1.VERTREAT工藝
VERTREAT(簡(jiǎn)稱VT)污水處理工藝是一種高效好氧活性污泥法,適用于城市污水處理和工業(yè)廢水處理,加拿大Deep Shaft Technology Inc.公司對(duì)深井曝氣工藝進(jìn)行了多年的研究,并申請(qǐng)了專利。二十世紀(jì)末,加拿大NORAM公司收購(gòu)了Deep Shaft Technology Inc.公司,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)和研究,VERTREAT污水處理工藝就是NORAM公司在深井曝氣工藝基礎(chǔ)上開發(fā)的專利技術(shù),目前在北美開始運(yùn)用推廣并取得了良好的效果, VERTREAT污水處理工藝是目前先進(jìn)的高效好氧活性污泥處理技術(shù)之一。它利用潛置于地下的豎向反應(yīng)器對(duì)污水進(jìn)行超深水好氧生物處理。其主要特點(diǎn)是將普通深井曝氣工藝中的三個(gè)分離處理區(qū)合并,使反應(yīng)池體積更小,氧的利用率更高,從而有效地降低了工程投資和運(yùn)行費(fèi)用。
如圖1-1所示,井式生化反應(yīng)器從上而下分為一級(jí)處理區(qū)和二級(jí)處理區(qū)二個(gè)部分。在生物一級(jí)處理區(qū)內(nèi)設(shè)有一個(gè)同軸回流管,用來(lái)保持混合液處于循環(huán)狀態(tài),在一級(jí)處理區(qū)內(nèi)包含有氧化區(qū)和混合區(qū),占整個(gè)井式反應(yīng)器長(zhǎng)度的3/4。空氣由混合區(qū)注入,一方面為一級(jí)處理區(qū)提供生物氧化所需氧氣,另一方面為反應(yīng)器內(nèi)液體的循環(huán)提供動(dòng)力。反應(yīng)器的底部為二級(jí)處理區(qū)(又稱深度氧化區(qū)),二級(jí)處理區(qū)溶解氧含量極高,停留時(shí)間較長(zhǎng), BOD得到深度去除,其出水方式采用從反應(yīng)器的底部出水,出水進(jìn)入氣浮澄清池實(shí)現(xiàn)泥水分離,氣浮分離過程無(wú)須加入任何藥劑。
圖1-2為美國(guó)阿拉斯加州HOMER市的城市生活污水處理廠,處理能力為4000m3/日,整個(gè)污水處理廠包括污水預(yù)處理系統(tǒng),污水生化處理系統(tǒng),氣浮澄清池,污泥好氧消化池及柵渣焚燒系統(tǒng)及異味控制系統(tǒng),布置非常緊湊,整個(gè)占地面積為800平方米。
2.VERTREAT工藝特點(diǎn)
VERTREAT(簡(jiǎn)稱VT)污水處理工藝同傳統(tǒng)城市污水處理工藝相比,具有以下特點(diǎn):
2.1 低的運(yùn)行費(fèi)用
同傳統(tǒng)工藝相比,VERTREAT工藝的運(yùn)行費(fèi)用要低很多,去除每公斤BOD 耗電小于0.8
度,較低的運(yùn)行費(fèi)用主要是有以方面原因:
2.1.1高的氧轉(zhuǎn)移率和低曝氣量:傳統(tǒng)工藝的氧轉(zhuǎn)移率一般為15%左右,而VERTREAT工藝由于反應(yīng)器深度達(dá)到100米左右,大大提高氧的溶解度,同時(shí)通過技術(shù)革新,污水同空氣的接觸時(shí)間比深井曝氣工藝大為延長(zhǎng),所以轉(zhuǎn)移效率大為提高,最高可達(dá)到86%,在CHVERON REFINERY中,通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn),原所注入空氣中含氧為21%,在反應(yīng)器頂部所排放的廢氣中,其含氧量為3-4%,二氧化碳含量則達(dá)到18%左右,說(shuō)明氧的轉(zhuǎn)移率達(dá)到近90%,所需的氣量為傳統(tǒng)工藝的15%,即約1/6,而在供應(yīng)同樣空氣量的情況下考慮壓力的因素,電耗將高3倍,二者合一綜合考慮,VERTREAT工藝比傳統(tǒng)污水處理工藝節(jié)省電耗58%。此工藝不但氧轉(zhuǎn)移效率高,而且高壓空氣的利用也是十分巧妙,壓縮氣體在充氧的同時(shí),完成了溶氣功能,為活性污泥氣浮分離、濃縮二步一次完成;壓縮空氣在充氧的同時(shí),還完成了混合液的攪拌功能,保證了混合液與原污水的充分混合,最后壓縮空氣在充氧的同時(shí),還完成了混合液的推流功能,保證混合液按工藝設(shè)計(jì)要求進(jìn)行環(huán)流和潛流,確保污水在反應(yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間及去除效率。因此本工藝實(shí)際上是一氣多用:即充氧、混合液的推流、攪拌、泥水分離、污泥濃縮及污泥回流。其節(jié)能效果是目前任何工藝無(wú)法相比的。
2.1.2 重力污泥回流系統(tǒng):VERTREAT工藝污泥回流量同常規(guī)污水處理工藝相當(dāng),但VERTREAT工藝由于其自身的特殊結(jié)構(gòu)和特征,充分利用水力學(xué)條件,VERTREAT工藝的出水重力流到氣浮分離池實(shí)現(xiàn)泥水分離(不需填加任何藥劑),分離出來(lái)的污泥回流也可以實(shí)現(xiàn)重力回流,從而有效降低運(yùn)行費(fèi)用。
2.1.3 較低的人工管理費(fèi)用和維修費(fèi)用:整個(gè)VERTREAT處理系統(tǒng)采用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制,在CHVERON REFINERY污水處理場(chǎng)中,日常操作人員僅為3人,夜班無(wú)人值班;同時(shí)整個(gè)VERTREAT系統(tǒng)中無(wú)活動(dòng)部件和易損耗件,所需要維護(hù)的僅僅是空壓機(jī),所以大大降低日常維護(hù)和維修工作量,核心設(shè)施的使用壽命可達(dá)到20年以上或更多,從而大大降低折舊費(fèi)用。
2.1.4 低污泥處理費(fèi)用:VERTREAT工藝采用氣浮分離池實(shí)現(xiàn)泥水分離,剩余污泥的含固率可達(dá)到4%,可直接進(jìn)入污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水;而傳統(tǒng)工藝的剩余污泥含固率為0.8%,需要配套污泥濃縮池或預(yù)濃縮機(jī)進(jìn)行濃縮后才能進(jìn)行污泥脫水;同時(shí)采用VERTREAT工藝產(chǎn)生的污泥量較少,并且在脫水中加入的藥劑較少,所以污泥處理費(fèi)用較低。
2.2 較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力
VERTREAT反應(yīng)器分為循環(huán)氧化處理區(qū)和深度氧化區(qū),進(jìn)水在循環(huán)區(qū)與原污水充分混合,對(duì)進(jìn)水的污染因子在反應(yīng)器內(nèi)迅速被稀釋,具有極強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。
由于反應(yīng)器混合液具有很高的CO2濃度,對(duì)進(jìn)水的pH值具有很強(qiáng)的緩沖作用,在進(jìn)水pH值達(dá)到12的情況下,系統(tǒng)可以在不加任何藥劑的情況下正常運(yùn)行,對(duì)污水處理的管理,尤其是對(duì)水質(zhì)波動(dòng)較大的工業(yè)廢水處理能夠大大簡(jiǎn)化操作管理,降低運(yùn)行費(fèi)用。
2.3 較小的占地面積
由于其反應(yīng)器是潛置于地下,采用較高的污泥負(fù)荷,反應(yīng)器內(nèi)MLSS可在7500-12000mg/L之間調(diào)節(jié),污泥和污水在反應(yīng)器內(nèi)充分混合反應(yīng),各種污染物在反應(yīng)器內(nèi)被迅速降解,這樣整個(gè)VERTREAT工藝的反應(yīng)器需要較少的占地面積,主要的占地為氣浮分離池,氣浮分離池的體積及面積主要有進(jìn)水水量決定的,在同等條件下,VERTREAT工藝生化反應(yīng)系統(tǒng)的占地面積是傳統(tǒng)工藝的20%,就城市污水處理廠而言,考慮預(yù)處理區(qū)、生化處理系統(tǒng)、污泥處理區(qū)及公用部分,總占地面積可節(jié)省50%左右。VERTREAT工藝占地面積小的特點(diǎn)一方面可以大量節(jié)省占地,適用于土地面積較為緊張的水處理系統(tǒng),同時(shí)也非常適用于那些現(xiàn)存的污水處理系統(tǒng)的改造或擴(kuò)建項(xiàng)目,可以在不增加占地面積的前提下,可以將處理能力放大數(shù)倍,而公用設(shè)施、人員及總運(yùn)行費(fèi)用則不增加或增加很少。如在美國(guó)Alaska的一個(gè)城市污水處理場(chǎng),水量為5000m3/日,包括污水處理系統(tǒng)、污泥消化系統(tǒng)及異味處理系統(tǒng),總占地面積為808 m2。以100,000 m3/日已建污水處理廠生化處理反應(yīng)池占地面積為例同VT工藝生化系統(tǒng)占地進(jìn)行對(duì)比,見表2-1。
2.4 對(duì)環(huán)境影響小
采用傳統(tǒng)工藝進(jìn)行污水處理時(shí),整個(gè)廠區(qū)產(chǎn)生很大異味,主要是在曝氣池中產(chǎn)生的,對(duì)周邊環(huán)境的影響較大,一方面造成工作環(huán)境較為惡劣,同時(shí)也影響周邊環(huán)境的開發(fā)使用,所以目前很多城市污水處理廠都建在遠(yuǎn)離城市的郊區(qū),造成管道費(fèi)用大為增加;而VERTREAT污水處理工藝由于其具有很高的氧轉(zhuǎn)移率,從而需要的空氣量為傳統(tǒng)工藝的15%,同時(shí)反應(yīng)器的開放面積很小,為傳統(tǒng)工藝的1/20左右,所以向大氣中釋放的廢氣比傳統(tǒng)工藝顯著下降,這樣對(duì)周邊環(huán)境的影響很少,不會(huì)對(duì)周邊的開發(fā)造成影響,同時(shí)由于反應(yīng)器的面積很小,如需進(jìn)一步減少異味則可以很容易將反應(yīng)器的廢氣收集起來(lái)進(jìn)行異味處理,同時(shí)如果考慮美觀或與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)的話,可以將整個(gè)系統(tǒng)放置在建筑物以內(nèi)。前面所提到的美國(guó)Alaska的城市污水處理場(chǎng)位于生活區(qū),整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置在建筑物之內(nèi),美觀整潔。
3.VT工藝的適用性及經(jīng)濟(jì)性
本工藝最適用于城市污水就近處理,就近排放,就近回用,在舊城市改造中“見縫插井”就可實(shí)現(xiàn)污水的凈化,以節(jié)省大量市政管道投資。
以上只是VERTREAT污水處理工藝同傳統(tǒng)工藝相比的主要幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì),其他還有防止對(duì)地下水污染等優(yōu)點(diǎn),再此不一一列舉,總之,VERTREAT工藝是一種先進(jìn)的適合于處理城市污水和工業(yè)廢水的新工藝,在中國(guó)當(dāng)今水污染非常嚴(yán)重,政府和人民也意識(shí)到環(huán)保的重要性,但傳統(tǒng)污水處理工藝的占地面積大,運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)從一定程度上制約了污水處理工程的建設(shè)和正常運(yùn)行,而 VERTREAT污水處理工藝從原理上避免了這些缺點(diǎn)。
另外,VERTREAT工藝可用作進(jìn)行污泥好氧消化處理,在用作污泥好氧消化處理時(shí)我們將之稱為VERTAD污泥消化工藝,污水處理廠的污泥經(jīng)VERTAD工藝處理后可達(dá)到美國(guó)國(guó)家環(huán)保局EPA所規(guī)定的A級(jí)生物固體標(biāo)準(zhǔn),可作為肥料無(wú)限制用于各種場(chǎng)所,是解決污泥最終處置問題的理想方法。
以一座100,000噸/日城市污水處理廠為例,每日剩余污泥量為1680m3/d(含水率99.2%,折合干泥13.44噸/日),采用VERTAD污泥消化工藝進(jìn)行污泥的處理,只需在原有污泥脫水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加占地260平方米,即可建成VERTAD污泥處理系統(tǒng),產(chǎn)生的污泥可達(dá)到A級(jí)標(biāo)準(zhǔn),從而可安全方便地進(jìn)行污泥的最終處置,避免目前污泥處置中產(chǎn)生的二次污染等情況。其運(yùn)行費(fèi)用可折算為每立方米污水增加電耗0.043度,總投資2440萬(wàn)為人民幣。
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